输电线路防雷措施浅谈

蒋勇

近年来，随着电网规模的不断扩大，因雷击引起的输电线路运行故障问题越来越多，严重影响了输电线路设备安全运行。因此，对输电线路的防雷保护并找到一合理有效的输电线路防雷措施，是我国电力企业始终关注的重要问题。

一、常见输电线路防雷措施

雷电对输电线路以及电网运行的安全造成的危害主要表现在：当雷电放射到输电线路上，就会使输电线路上的过电压升高，致使线路继电保护动作出现跳闸现象。雷电击中出现输电线路熔毁、导线熔断或者损毁的现象，较强电流产生的强大动力还可能会导致输电线路杆塔等一些电力机械设备造成损伤。有效地对输电线路进行防雷保护是十分必要的，且对降低经济损失与提升电力系统的运行安全水平有非常重要的意义。

（一）架设避雷线

在输电线路的综合防雷保护中，架设避雷线是最常见的一种防雷措施，同时也是最基本、最有效的保护手段，110-220千伏线路一般沿全线架设。避雷线为用于屏蔽相导线直接拦截雷击的架空导线，其布置方式为在基杆塔处接地，由每个档距中的量根避雷线装置组成闭合回路，并将避雷线经过一个小间隙对地绝缘，可以降低由于架设避雷线引起工作电流在回路中会产生感应电流所产生线路的功率损耗。对于架设避雷线的输电线路，当输电线路受到雷击的情况时雷击电流将以避雷线装置作为通过介质而进一步流向大地，有效避免输电线路在雷击时出现过电压击穿线路绝缘的损坏。此外，架设的避雷线还能在输电线路受到雷击时有效起到分流效果，使得杆塔的电流得到有效降低，最终有效降低杆塔顶部的电位。对于架设避雷线的输电线路，其避雷线的防雷效果是与输电线路的电压成正比的，电压越高，避雷效果越好。

（二）、降低输电线路接地电阻

降低输电线路铁塔接地电阻也是输电线路防雷措施中比较常见的防雷手段，众所周知，输电线路的耐雷水平和接地电阻是成反比的，通过架设避雷线与降低杆塔脚电阻两种形式的防雷措施相配合，可以使得输电线路的防雷性能得到有效增强（降低雷击时输电线路的过电压作用）。在具体实施防雷过程中应根据基杆塔土壤的电导率情况最大化的降低输电线路接地电阻，使接地电阻值保持在一定范围内。如某有避雷线的66kV输电线路，基杆塔土壤的电导率为2000Ω·m，雷季平均雷暴日数大于40次则应维持其每基铁塔接地电阻值在30以下。如果出现接地电阻值超过规定允许范围时，应根据实际情况适当采取手段降低输电线路铁塔接地电阻，达到有效增强输电线路防雷能力的目的。

（三）、增加耦合地线

对于输电线路的防雷设计，如果受条件限制难以进行降低杆塔接地电阻过程，此时可考虑在导线下方架设耦合地线的方式。这种防雷设计尤其适用于山区输电线路的防雷保护，能够有效降低雷击跳闸率。其增强输电线路防雷性能的机理为增大避雷线和输电线之间的耦合系数，此外还能够使得通过杆塔的雷电电流向两侧分流，进而有效降低输电线路的雷击跳闸率。

（四）、装设线路型避雷器

在某些情况下，既使全线架设避雷线也有可能导致输电线路在雷击时出现线路过电压的现象发生。此时如果对输电线路进行架设线路型避雷器，避雷器能够对输电电路过电压超过一定程度的情况产生动作，雷击电流分为两部分，其中一部分通过避雷器产生的低阻抗回路流向大地，另一部分则通过避雷线流入其他铁塔，限制了线路电压的进一步升高，因而可以提高输电线路耐雷水平。此外，雷击产生的电流在流经避雷线和导线时会通过电磁感应发生耦合分量，使线路电压升高，线路与塔顶间的电位差降低，有效避免绝缘子发生闪络的情况发生。

（五）、装设自动重合闸装置

装设自动重合闸装置也是一种重要的输电线路防雷措施，在我国66kV及以上高压输电线路中应用常见。安装自动重合闸装置的输电线路雷击自动重合闸成功率可达75%-95%左右。线路自动重合闸装置通过完成自动重合闸，可有效提高输电线路的稳定工作性能，但输电线路在受到雷击完成线路重合闸时，为了保证输电线路的安全可靠性，还需对输电线路瞬时故障进行必要的检查，分析和判断雷击原因，清查出输电线路中可能存在的雷击隐患。

二、输电线路防雷目标

在我国跳闸率比较高的地区的高压线路由雷击引起的次数约占40～70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击事故率更高。那么，如何才能做好输电线路的防雷设计，减少电力系统的雷电事故呢？应主要包括以下四个方面：

1、防止雷直击导线。沿线架设避雷线，有时还要装避雷针与其配合，有效避免雷击造成闪络和击穿。

2、防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络。降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘，在个别杆塔上采用避雷器等。

3、防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧。适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式。

4、防止线路中断供电。采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施。

三、对输电线路的防雷保护

可以通过多种方式对输电线路进行防雷保护，比如在输电线路上安装自动式重合闸、安装氧化锌的避雷器、对输电线路采取消弧线圈的接地方式等多种方式。

在输电线路上安装自动式重合闸，因为雷击出现的闪络问题大多数可以在电力系统跳闸之后自动恢复输电线路的绝缘性能，因此重合闸的成功率比较高。安装自动式重合闸是对输电线路进行防保护雷的一项非常重要措施，可以有效地確保雷击跳闸之后输电线路供电的可靠性。在输电线路上安装氧化锌的避雷器也可以对输电线路进行很好的防雷保护，虽然安装氧化锌的避雷器造价较高，但是防雷的效果是最好的，可以预防输电线路上的各种过电压，不过因为避雷器自身需要进行定期检查和试验，所以运行的成本比较高，对那些交通不便的偏远地方不适宜采用这种方式，一般采用在35kV的输电线路上。对于那些雷电活动比较强烈，而接地电阻又很难降低区域的输电线路上可以采取消弧线圈的接地或者中性点不接地的方式，很多因为单相闪络着雷发生接地故障都能够被消弧线圈消除。然而在两相或者三相着雷的时候，因雷击而引起的第一相导线开始闪络时并不会导致跳闸，因为导线闪络之后就相当于线路中的地线，其耦合作用增加，使得未闪络的相绝缘子串电压逐渐下降，进而提升了输电线路的耐雷性能。

对输电线路的防雷保护措施不仅仅包括以上所述的方法，另外还有很多其他方式预防雷击。比如适当的增加输电线路的绝缘设备，使得建弧率降低;在输电线路上安装可控放电式的避雷针，通过行雷闪放电的方式对雷云电荷进行泄放，避免下行雷强烈的闪放电;在输电线路上架设避雷线，可以阻碍雷直击输电线路的导线，降低输电线路导线上的过电压。所以对输电线路的防雷措施很多，需要根据输电线路的实际情况采取相关的防雷措施。

四、结语

因为雷击对于输电线路的损害太大，所以对输电线路的防雷保护措施应当作为我们维护输电线路运行的重中之重。在选择运用哪种输电线路的防雷措施时，应当全面考虑输电线路的系统运行模式、线路的重要程度输电线路经过区域雷电活动的频率、强弱和地形地貌特征、以及输电线路经过地区土壤电阻率高低等情况，结合输电线路经过地区原有的线路运行经验，经过对技术经济等方面的比较，因地制宜地对输电线路采取科学合理的防雷保护措施，尽量降低雷电给输电线路带来的损害，保证输电线路的安全稳定运行。

（作者单位：国网江苏省电力有限公司宿迁分公司）